Устройство для автоматического включения и выключения машин, механизмов и приборов Советский патент 1938 года по МПК G05B7/00 G05G21/00 

Предметом настоящего авторского свидетельства является устройство для автоматического включения и выключения машин, механизмов и приборов согласно заданному производственному графику. Устройство это может быть использовано, например, в качестве автомата, управляющего стендом для испытания электроприводов, их электроаппаратуры и механических узлов.

На таком стенде можно проводить определение установившейся температуры двигателя при работе последнего на любом прерывистом режиме, проверку электрического двигателя на перегрузке, проверку допустимого числа пусков двигателя, торможений и реверсов .в самых разнообразных их формах и комбинациях. Можно производить определение изменений скорости вращения при не установившихся быстро протекающих режимах и так далее.

Кроме того, на этом же стенде может проводиться испытание аппаратуры, применяемой для управления электродвигателем, и отдельных элементов механической части электропривода.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет устанавливать любые значения момента инерции / системы и изменять по любом закону ее статический момент , создавая таким образом для испытуемого двигателя условия, соответствующие его работе в качестве привода на любом станке.

Предлагаемое устройство состоит из барабанного кулачкового контроллера, приводимого во вращение вспомогательным двигателем и служащего для управления системой контактов.

Сущность изобретения заключается в совокупном испо.1ьзовании такого кулачкового программного переключателя с программным фотореле, расположенным около барабана против той его части, которая используется для закрепления бумаги с графиком.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображено предлагаемое устройство (командный узел стенда) в перспективном виде, на фиг. 2-..узел загрузки стенда, на фиг. 3, 4, 5 - диаграммы (графики), применяемые в предлагаемом устройстве.

Сущность и смысл предлагаемого устройства, изображенного на фиг. 1, проще всего уясняется при рассмотрении его работы в качестве составного элемента в одном из частных случаев возможного использования, именно в качестве „командного узла упомянутого выше стенда.

Стенд состоит из рамы, на которой смонтированы 1) узел загрузки и 2) командный узел, и стеллажа для установки необходимых приборов и аппаратов.

Узел загрузки (фиг. 2) представляет собою вал 7, укрепленный в двух самоцентрирующихся подшипниках 2 и несуший на себе сменную шестерню 3, предназначенную для сцепления вала с испытземым двигателем 4, пустотелый тормозный шкив 5 и несколько сменных маховиков б. Пустотелый шкив 5 в процессе испытания охлаждается водой, подводимой по трубе 10 и отводимой по трубе //.

Воспроизведение режима работы двигателя на каком-либо станке или вообш,е какого-либо режима производится следующим образом. Подбором соответствую цего числа и величины добавочных маховиков б и изменением передаточного числа от двигателя к нагрузочному валу создается нужный маховой момент нагрузки М (передача от двигателя к валу, при которой вал имеет большее число оборотов, че.м двигатель, позволяет обходиться малыми маховиками для создания значительных маховых моментов).

Статическая нагрузка, которую представляет любой станок, слагается из двух составляющих: из постоянной нагрузки, определяемой моментом, необходимым для вращения станка вхолостую, и из нагрузки пере1менной, определяемой полезны.м моментом и вызванными его передачей потерями в звеньях кинематической цепи.

Для воспроизведения потерь холостого хода тормозный узел стенда снабжен специальной „колодкой холостого хода /7, постоянный нажим которой на тормозный шкив устанавливается пере.1ещением груза 18 по рычагу 19.

Переменная составляющая статического момента, соответствующая данному режиму, создается путем зажимания тормозного шкива 5 тормозными колодками 7 при помощи системы рычагов 8, приводимых в действие специальным маломощным электрическим двигателем 9, путем наматывания на вал последнего ремня, который укреплен другим концом на одном из рычагов системы 8 (отжим тормозных колодок производится возвратной пружиной 20).

Тормозный момент, развиваемый загрузочным двигателем, зависит от тока, пропускаемого через его якорь (при постоянном возбуждении), или через его шунт (при постоянном токе якоря).

Это обстоятельство дает возможность, при том или ином способе изменения силы тока, питающего двигатель загрузки, получать плавное или прерывистое и скачкообразное изменение тор.мозного момента.

Создание импульсов тока, питающего двигатель загрузки, а равно и переключение испытуемого двигателя с прямого хода на обратный, пуск его, то или иное электрическое торможение и т. д. по заданному заранее графику режима осуществляется при помощи командного узла (фиг. 1).

Работа последнего, в зависимости от воспроизводимого графика, протекает различно. Воспроизведение простейшего графика, имеющего прямоугольные очертания (фиг. 3), производится командо-контроллером узла; воспроизведение же более сложного графика (фиг. 4), имеющего криволинейное очертание, производится фотоэлектрическим прибором или же совместным действием как одного, так и другого из этих аппаратов.

Командный узел состоит из командо-контроллера 22, вспомогательного двигателя 21, вращающего контроллер, соответствующей зубчатой передачи (редуктор 25 и гитара 26) от двигателя к барабану контроллера и фотоэлектрического прибора.

Барабан 22 командо-контроллера имеет несколько ручьев, в которых может быть установлено соответствующее число рядов кулаков 23, нажимающих при вращении барабана на кнопочные контакты 24 контроллера.

Замыкание кнопок, производимое барабаном в определенном порядке через определенные заранее установленные промежутки времени, вызывает включение того или другого аппарата или контактора схемы, собранной для испытания двигателя, выполняющего определенную команду в процессе испытания. , Изменение силы тока, питающего двигатель загрузки, а следовательно, тормозного момента, например, производится командо-контроллером путем замыкания накоротко ряда сопротивлений, включенных последовательно с двигателем, при помощи включения соответствующих контакторов.

Время одного оборота барабана контроллера должно соответствовать времени одного цикла установленного режима, что и достигается подбором щестерен гитары.

Фотоэлектрический прибор, о назначении которого говорилось выше, состоит из щелевого фотовизора, снабженного осветительной лампой 27 и фотоэлементом 28, -и тиратронного усилителя.

Действие прибора состоит в следующем. Нагрузочный график, имеющий вид бумажной ленты, часть которой, ограниченная кривой графика, зачернена (фиг. 5), укрепленный на специально для того предназначенной части барабана командо-контроллера, проходит с нужной скоростью перед щелью фотовизора.

Соотношение белого и черного поля в щели фотовизора в каждый данный момент определяет силу отраженного от щели попавщего в фотоэлемент света.

Фотоэлемент, управляя тиратроном усилителя, посылает в загрузочный двигатель ток, пропорциональный ординате графика в данной его точке.

Укрепление графика на барабане командо - контроллера обеспечивает синхронную работу фотоэлектрического устройства и командо-контроллера, что необходимо при их совместной работе в случае воспроизведения сложного графика.

Для исследования скорости разгона двигателя при пуске или при иных

быстротекущих режимах, установка снабжена специальным прибором, состоящим из металлического цилиндра /2, сидящего на нагрузочном валу, и вибратора /J, снабженного иголкой, скользящей по поверхности цилиндра. При движении вибратора по специальной направляющей /4 его иголка вычерчивает на поверхности цилиндра (который перед измерением скорости покрывается копотью) периодическую кривую. Частота, с которой колеблется пластинка, постоянна (100 Hz). При неравномерном вращении цилиндра иголка вибратора вычерчивает на его поверхности кривую с переменной длиной волны, из сопоставления которой с частотой вибратора можно найти изменение скорости за промежуток времени, равный одной сотой секунды.

Вибратор перемещается вдоль цилиндра при помощи ходового винта /5 и небольщой коробки скоростей /6, связанной с нагрузочным валом стенда. Коробка рассчитана так, что за один оборот вала вибратор смещается на расстояние, равное двум амплитудам кривой. Конструкция коробки кроме того дает смещение вибратора в одном направлении, независимо от направления вращения вала. Это необходимо при записи кривой реверса.

Необходимые нри проводимых испытаниях приборы и аппараты (как-то: контакторы, амперметры, вольтметры, ваттметры, гальванометры термопар и т. п.) устанавливаются у стенда на двух независимых стеллажах. На одном из них устанавливаются измерительные приборы, на другом-контактооы. Наличие двух стеллажей предохраняет точные приборы от толчков и ударов контакторов.

Предмет изобретения.

Устройство для автоматического включения и выключения мащин, механизмов и приборов, согласно заданному производственному графику, состоящее из барабанного кулачкового контроллера, приводимого во вращение вспомогательным двигателем и служащего для управления системой

контактов, отличающееся тем, что против части барабана, служащей для закрепления ленты с графиком, расположено фотореле, снабженное экраном со щелью и служаш,ее для

подачи в цепь управления импульсов тока, пропорциональных ординатам графика, с целью питания управляемой машины током, изменяющимся соответственно графику.

фиг.З

/Vf п

фиг.4

м

фиг.

2 3

fiffiMM